Auslegung Impulsübertrager für Gate-Treiber

Gast #4262803
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Hallo,

ich benötige für Highside MOSFETs in einem Schaltnetzteil einen 
Impulsübertrager für die Gatesignale. Ich habe mir jetzt in dem Buch 
"Schaltnetzteile und ihre Peripherie" das Kapitel über die 
Dimensionierung durgelesen (S.153). Dort steht bei 3) Festlegung des 
Magnetisierungsstromes.
Nach welchen kriterien lege ich diesen Strom fest?
Wie verhält sich das bei mehreren Ausgangsspannungen? Einfach mit der 
Anzahl der Ausgangswicklungen multiplizieren?
Im nachfolgenden Rechenbeispiel(S.154) wurden 10mA festgelegt. Warum 
gerade 10mA?

Vielleicht kann jemand etwas Licht ins Dunkle bringen :)
Gast #4263019
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Der Magnetisierungsstrom muß unterhalb des Sättigungsstromes des 
gate-Übertragers bleiben.
10mA erscheint mir hier recht wenig, ich würde da eher 100mA ansetzen.
Das hängt aber natürlich von den Gegebenheiten ab, also
-Taktfrequenz
-Gatespannungshub
-Tastverhältnis.
Worüber ja nichts gesagt ist.

Den Zusammenhang zwischen VoltSekundenFläche ("et-area"), 
Magnetisierungsstrom und Induktivität kannst Du in unendlich vielen 
Lehrbüchern nachlesen.

Apropos Tastverhältnis: Gate-Übertrager funktionieren am besten mit 
konstantem Tastverhältnis von 50%. Für PWM mit weitem Tastverhältnis 
ergeben sich erheblich Komplikationen, hier sind gate-Übertrager eher 
unpraktikabel.
Gast #4263060
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Da schrieb:

> ich benötige für Highside MOSFETs in einem Schaltnetzteil einen
> Impulsübertrager für die Gatesignale.

Nicht wirklich. Wären wir so um 1990..1995, dann vielleicht noch. Heute 
(2015!) schon lange nicht mehr. Da nimmt man einfach einen fertigen 
HS-Gatetreiber. Die gibt es für kleines Geld, sogar heute noch in 
DIP-Bauform...
#4263145
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@ Da (Gast)

>Dimensionierung durgelesen (S.153). Dort steht bei 3) Festlegung des
>Magnetisierungsstromes.
>Nach welchen kriterien lege ich diesen Strom fest?

Er muss unter dem Sättigungsstrom bleiben. Und der ist bei einen Trafo 
OHNE Luftspalt eher sehr klein. Praktisch rechnet man kaum mit dem 
Magnetisierungsstrom sondern mit der max. zulässigen 
Spannungs-Zeit-Fläche, die für jeden Pulsübertrager im Datenblatt 
angegeben ist. Damit kann man bei gegebener Ansteuerspannung die maximal 
mögliche Pulsbreite berechnen.

>Wie verhält sich das bei mehreren Ausgangsspannungen? Einfach mit der
>Anzahl der Ausgangswicklungen multiplizieren?

Nö, der Magnetisierungsstrom ist davon unabhängig.

>Im nachfolgenden Rechenbeispiel(S.154) wurden 10mA festgelegt.

Wo?

>Warum gerade 10mA?

Wahrscheinlich weil der Übertrager nicht mehr verkraftet.

Siehe auch Transformatoren und Spulen.
#4263148
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@ voltwide (Gast)

>10mA erscheint mir hier recht wenig, ich würde da eher 100mA ansetzen.

Ich nicht. Die Dinger haben KEINEN Luftspalt!

>Den Zusammenhang zwischen VoltSekundenFläche ("et-area"),
>Magnetisierungsstrom und Induktivität kannst Du in unendlich vielen
>Lehrbüchern nachlesen.

Ach?

>Apropos Tastverhältnis: Gate-Übertrager funktionieren am besten mit
>konstantem Tastverhältnis von 50%.
>Für PWM mit weitem Tastverhältnis
>ergeben sich erheblich Komplikationen,

Jain.

> hier sind gate-Übertrager eher unpraktikabel.

Nö. Wenn man weiß wie es geht, kriegt man auch das hin.

Beitrag "Re: +-150V mit 1kHz schalten"
Gast #4263453
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Hallo,

@c-hater
Zeig mir ein IC das bis 5kV geht und Transienten bis über 10kV aushält 
und ich nehms^^

@falk
Du meinst über den Eisenquerschnitt und die Sättigungsflussdichte den 
max. Fluss ausrechnen und das dann durch die Ansteuerspannung teilen?

Es gibt ja prinzipiell mehrere Arten wie man so einen Trafo verwenden 
kann.

1. Man arbeitet nur mit kurzen Impulsen bei der steigenden und fallenden 
Flanke der PWM. Man arbeitet mit der doppelten Spannung und begrenzt 
mittels zwei antiserieller Zenerdioden die Spannung am Gate. ALso das 
Gate wird auf je nach dem +-U_sek/2 aufgeladen.

2. Man arbeitet mit einer hohen Trägerfrequenz. Hier kann man die 
Primärseite immer abwechselnd bestromen und auf der Sekundärseite 
gleichrichten. Dies hat den Vorteil, dass der Trafo immer gleich 
ausgesteuert wird und nicht sättigt. Noch dazu kann man quasi ein 
Tastverhältnis von 100% erreichen. Da das Schaltnetzteil in einer sehr 
störaussenden Umgebung zu Einsatz kommt wollte ich mich für diese 
Variante entscheiden,da ich hier auch immer das gewollte PWM Signal am 
FET habe. Bei der anderen Impulslösung habe ich Angst was passiert wenn 
da mal ungewollt was engekoppelt wird?!
Gast #4263937
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Da schrieb:
> Zeig mir ein IC das bis 5kV geht und Transienten bis über 10kV aushält
> und ich nehms^^

Na wenn Deine Anforderungen so extrem sind warum erwähnst Du das erst 
jetzt ?
Da auch die ICs nicht viel mehr machen als sowohl die Information als 
auch die Gate Treiberleistung auf die HS zu bekommen kann man das 
selbtsverständlich auch diskret machen also z.B. über DC/DC Wandler + 
Optokoppler + Signalaufbereitung.

Gate Übertrager haben durchaus ein Eigenleben und wenn Du sowohl kurze 
Schaltzeiten als auch hohe Tastgrade haben willst dann wird die 
'elegante' Übertrager Lösung schnell zum Graus.
Das hängt aber von all den vielen Informationen ab die Du uns noch immer 
nicht gegeben hast weswegen weiteres philosophieren wenig Sinn macht.
Gast #4265584
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Oh ja, wieder ein Informationstropfen.

Da schrieb:
> Bei dem Übertrager kann ich
> einfach 12 identische Sekundärwicklungen machen und gut.

Puh, das wird ja immer sonderbarer.
Du wirst schon wissen was Du da tust.
Deine Frage bezog sich ja auch nur auf den Gate Übertrager und die hat 
Falk ja recht kompetent beantwortet.

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